長期受焦慮所苦的人，處於一種持續不退的高張壓力狀態，他們總是急躁不安，處於情緒張力的邊界，擔憂著那些幾乎不可能發生的事。對於負面事件強烈的預期心理，使得他們對各種刺激都過度反應，包括疼痛。
研究發現，與對照組相比，焦慮的病人對冷和熱刺激的反應都更為強烈，他們更快將手指抽回，也把疼痛的程度評得比較高，如果讓健康受試者誘發出疼痛相關的焦慮，也會得到類似的結果，這顯示即使一個人沒有廣泛性焦慮症，仍然可能對某個類型的疼痛發展出焦慮。
受焦慮所困擾的人所記得的疼痛經驗，也比當時實際的疼痛程度來得嚴重。在一個對接受牙科處置者進行的調查顯示，術前焦慮程度最高的人回報的疼痛程度不只比對照組高，而且在三個月後再次接受調查時，受訪者依其記憶為當時的疼痛評分，所得的分數甚至比他們原本評的還高。
遺憾的是，這種不實際的疼痛記憶只是進一步地增加負向預期而已，使得他們在下一次接受牙科處置時更覺疼痛。
類似的調查啟發了近一步的研究，測試抗焦慮藥物舒緩疼痛的效力， 如苯甲二氮䓬（ d i a z e p a m ）和氯二氮平（chlordiazepoxide），這些藥物目前是長期疼痛者的常規處方藥。抗焦慮藥物作用於疼痛感知的「反應」部分，它會讓神經系統慢下來、不至於太激動，以藉此紓緩疼痛經驗。
在創傷後壓力症候群（post-traumatic stress disorder，簡稱PTSD）這樣的焦慮狀況裡，壓力、記憶和疼痛一擁而上。創傷後壓力症候群，往往形成於人們歷經某個他們認為威脅自身或是他人福祉的事件之後，這樣的狀況可以是單一次的經驗，例如車禍、遭受攻擊或是天災；也可以導因於反覆暴露於高度壓力的情境，像是戰鬥或受到長期虐待。
創傷後壓力症候群容易被反覆出現的念頭與惡夢折磨，迫使他們一而再地反覆經歷創傷事件的再現，以及隨之而來的壓力。創傷後壓力症候群患者有較高的比例會感受到長期疼痛，疼痛的程度也比對照組和焦慮症者來得更強烈。
許多調查指出，高達八成的創傷後壓力症候群患者遭受長期疼痛困擾，而且創傷後壓力症狀的嚴重度與疼痛強度直接相關。
不只焦慮疾患會加重疼痛感受，單純只是疼痛也會讓我們形成焦慮。身處於疼痛中是充滿壓力的，疼痛使我們焦躁不安，還會減低專注與集中注意力的能力。
人們會擔心無法維持正常的工作與活動，還會擔心疼痛不會消散。疼痛使人在夜裡輾轉難眠，缺乏足夠的睡眠又增加壓力的程度，人們還會感到被孤立，因為其他人不明白他們正經歷著什麼樣的苦難。
最糟的是，身處疼痛之中的人們常感覺自己彷彿對疼痛一點控制能力也沒有，研究顯示45%長期疼痛者會形成一種以上達診斷標準的焦慮疾患。長期肌骨疼痛、嚴重燒傷和其他會造成疼痛的病症來源，像是纖維肌痛症（fibromyalgia）、癌症和愛滋病者，其中有高達五成會呈現出創傷後壓力症候群的症狀。
事實上，承受長期疼痛的人形成創傷後壓力症候群的機會，是其他人的四倍之高，長期疼痛和焦慮疾患往往彼此強化，造成惡性循環，使人更難以脫離疼痛。
